KR100591336B1 - 이동통신 단말기의 이득조정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비선형특성을 갖는 자동이득 제어기의 출력을 선형 특성으로 조절하기 위한 룩업 테이블의 생성시간을 크게 단축시킬 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법에 관한 것으로써, 자동이득 제어기의 전체 이득전력을 여러단계의 레벨로 분류하고, 송신 신호가 안테나를 통해 각 전력레벨로 송출될 때 상기 자동이득 제어기로 인가되는 PDM값을 각각 검출 또는 산출하여 각 전력레벨 및 그에 해당하는 PDM값에 대한 룩업(look-up) 테이블을 생성하는 제 1단계와, 출력 결정된 송신신호의 출력 전력값과 현재 출력되고 있는 출력 전력값이 상이한 경우 출력 결정된 값에 해당하는 PDM값을 상기 룩업 테이블에서 검색하는 제 2단계와, 검색된 PDM값에 따른 PDM신호를 변환하여 자동이득 제어기로 전달하는 제 3단계를 포함하여 이루어지져, 상기 테이블을 생성하기 위한 수행시간이 크게 단축될 뿐만 아니라, 그에 따라 보다 신속하게 선형특성을 얻을 수 있으므로 단말기의 수신감도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 전력소모를 감소시킬 수 있어 사용자의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

자동이득 제어, 룩업 테이블, PDM, 송신단

Description

이동통신 단말기의 이득조정방법{Gain Control Method for Mobile Telecommunication Terminal}

도 1 은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법 중 각 전력레벨 및 그에 따른 PDM값이 저장되는 룩업 테이블 생성과정이 도시된 흐름도,

도 2 는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 송신단이 도시된 블록도,

도 3 은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법 중 각 전력레벨 및 그에 따른 PDM값이 저장되는 룩업 테이블 생성과정이 도시된 흐름도,

도 4 는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11: MSM 12: 자동이득 제어기

14: 전력증폭기 15: 듀플렉서

본 발명은 이동통신 단말기의 이득조정방법에 관한 것으로서, 특히 비선형특성을 갖는 자동이득 제어기의 출력을 선형 특성으로 조절하기 위한 룩업 테이블의 생성시간을 크게 단축시킬 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법에 관한 것이다.

코드분할다중접속(CDMA) 시스템을 설계하는 데 있어 주어진 대역폭에서 동시에 통화할 수 있는 사용자의 수를 최대화하는 것은 중요한 일이다. 기지국으로 수신되는 이동통신 단말기의 송신전력이 낮으면 비트 오차율이 너무 높아 좋은 품질의 통화를 기대할 수 없으며, 상기 기지국으로 수신되는 수신전력이 높으면 그 통화품질은 향상되나 같은 채널을 사용하는 타 이동통신 단말기에 대한 간섭이 증가하여 타 이동통신 단말기의 통화품질은 크게 저하된다.

이러한 CDMA 이동통신 단말기로부터 수신되는 신호강도는 상기 단말기가 자체 송신전력을 조절할 수 있도록 하는데, 수신신호 강도가 높다면 상기 단말기의 송신전력은 낮아지며 이는 상기 단말기가 상기 기지국에 근접하여 위치하거나 경로 손실이 극히 적다는 것을 의미한다.

한편, 상기 단말기는 상기 기지국과 근접하여 위치한 경우에는 낮은 전력으로, 원거리에 위치한 경우에는 높은 전력으로 송신함으로써 상기 기지국에 도달하는 모든 단말기 송신신호의 수신전력을 동일하게 한다.

그러기 위해서는 상기 단말기의 송신단에서 자동이득제어(AGC, Automatic Gain Control) 증폭기를 사용하여야 하는데 이것은 전압으로 송신이득을 조절하여 약 80dBm의 이득조절범위를 갖게 되며, 상기 이득제어전압을 통해 고전력 송신신호를 생성하게 된다.

이때, 상기 자동이득 제어기는 출력을 조절하는 전압이 일정한 단계로 증가 감소하여도 그에 비례하여 출력이 일정하게 증가 또는 감소하지 않으므로 출력전압의 증가 또는 감소량을 예측할 수 없는 비선형 출력특성을 가지고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법 중 각 전력레벨 및 그에 따른 PDM(Pulse Density Modulation)값이 저장되는 룩업 테이블 생성과정이 도시된 흐름도,

상기 자동이득 제어기가 선형출력 특성을 갖도록 하기 위하여 상기 자동이득조절기의 이득조정을 제어하는 MSM(Mobile Station Modem)의 각 PDM값과 상기 각 PDM값에 따른 송신신호의 각 출력전력값을 함께 저장하여 테이블을 생성하고, 생성된 테이블에 따라 상기 자동이득 제어기의 이득을 조정하게 된다.

즉, -55dBm부터 27.46dBm까지 82.46dBm의 전력레벨을 각 2.66dBm 단계로 32개의 전력레벨을 설정한 경우(S1), 상기 전력레벨 중 첫 번째 레벨에 해당하는 -55dBm에 해당하는 상기 MSM의 PDM값을 검출하고 차례로 각 레벨에 해당하는 PDM값을 검출한다.(S2 내지 S4)

상기의 과정을 수행 후 27.46dBm에 해당하는 32번째 PDM값을 검출하고 나면 각 전력레벨 및 레벨에 대응하는 PDM값에 따라 테이블을 생성하게 되며, 생성된 테이블을 참조하여 상기 자동이득 제어기의 이득이 조정되게 된다. (S5, S6)

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술에 따른 이동통신 단말기의 이득조 정방법은 상기 테이블을 생성하는 데 있어 32단계의 레벨에 대한 PDM값을 모두 검출하기 위해 검출동작을 32회 반복하여야 하므로 실제 테이블을 생성하기까지 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 테이블이 생성되기 전까지는 상기 자동이득 제어기가 비선형 출력특성을 갖게 되므로 수신 신호 감도의 개선 또는 송신 전력 제어 등에 한계가 있게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이득조정을 위한 룩업(look-up) 테이블의 생성시 다수의 전력레벨 중 일부 레벨에 대응하는 PDM값을 검출하고, 검출된 값을 특정 알고리즘에 적용하여 나머지 전력레벨에 대응하는 PDM값을 산출함으로써 테이블의 생성시간이 크게 단축되도록 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법에 관한 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법은 자동이득 제어기의 전체 이득전력을 여러단계의 레벨로 분류하고, 송신 신호가 안테나를 통해 각 전력레벨로 송출될 때 상기 자동이득 제어기로 인가되는 PDM값을 각각 검출 또는 산출하여 각 전력레벨 및 그에 해당하는 PDM값에 대한 룩업(look-up) 테이블을 생성하는 제 1단계와, 출력 결정된 송신신호의 출력 전력 값과 현재 출력되고 있는 출력 전력값이 상이한 경우 출력 결정된 값에 해당하는 PDM값을 상기 룩업 테이블에서 검색하는 제 2단계와, 검색된 PDM값에 따른 PDM신호를 변환하여 자동이득 제어기로 전달하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 송신단이 도시된 블록도이다.

우선, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 송신단은 안테나를 통해 수신되는 신호의 수신레벨을 검출한 후 이에 대응하는 IF(Intermediate Frequency)신호 및 자동이득 제어신호를 출력하는 MSM(Mobile Station Modem, 11)과, 상기 MSM(11)에서 출력된 자동이득 제어신호에 따라 상기 IF신호의 이득을 조절하는 자동이득 제어기(Automatic Gain Controller, 12)와, 상기 자동이득 제어기로부터 출력된 신호를 송신전력 만큼 증폭시키는 전력증폭기(14)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 자동이득 제어기(12)로부터 상기 IF신호를 수신하여 RF신호로 변환한 후 상기 전력증폭기(14)로 인가하는 업-믹서(Up-Mixer, 13)와, 상기 전력증폭기(14)로부터 출력된 RF신호를 안테나(N)를 통해 기지국으로 송신하는 듀플렉서(Duplexer, 15)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 MSM(11)은 제어신호를 생성 및 전달함으로써 상기 이동통신 단말기의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 기지국으로부터 RF신호를 수신한 후 수신된 RF신호의 수신레벨에 따라 RF신호의 송신전력값을 산출하고, 산출된 송신전력에 대응하 는 PDM 제어신호를 상기 자동이득 제어기(12)로 인가한다.

상기 자동이득 제어기(12)는 상기 MSM(11)으로부터 수신된 PDM 제어신호에 의해 결정된 이득에 따라 상기 IF신호를 증폭한다.

상기 듀플렉서(15)는 상기 전력증폭기(14)에서 출력한 RF신호를 상기 안테나(N)를 통해 상기 기지국으로 전송한다.

한편, 상기 MSM(11)은 상기 자동이득 제어기(12)의 선형특성을 위하여 상기 안테나(N)를 통해 출력되는 각 신호의 출력전력 및 그때 상기 자동이득 제어기(12)로 인가되는 PDM값을 산출하여 룩업(look-up) 테이블로 저장하게 되며, 이때 상기 룩업 테이블의 생성방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법 중 각 전력레벨 및 그에 따른 PDM값이 저장되는 룩업 테이블 생성과정이 도시된 흐름도이다.

우선, -55dBm부터 27.46dBm까지의 송신전력을 2.66dBm 단위로 32단계의 전력레벨을 분류한다.(S11)

1번째 단계인 -55dBm에 해당하는 송신신호가 상기 안테나를 통해 송출시 상기 MSM으로부터 상기 자동이득 제어기로 인가되는 PDM값을 검출하고, 상기와 같은 방법으로 -39.40dBm(7번째), -23.08dBm(13번째), -7.12dBm(19번째), 8.84dBm(25번째), 24.8dBm(31번째), 27.46dBm(32번째)에 해당하는 PDM값을 각각 검출한다.(S12)

검출된 1, 7, 13, 19, 25, 31, 32번째 전력레벨에 해당하는 각 PDM값을 이용하여 나머지 전력레벨에 해당하는 PDM값을 산출한다. 이때, 각 PDM값을 산출하기 위한 알고리즘으로서 내삽법(interpolation Algorithm)을 사용하며 예를 들어 상기 1, 7번째 PDM값을 이용하여 2 내지 6번째 PDM값을 산출하는 함수는 다음과 같다.(S13)

for(n=0; n<5; n++) {

(n+2)번째 PDM = {(7번째 PDM- 1번째 PDM)*n}- 1번째 PDM

}

상기와 같은 함수를 이용하여 2 내지 6번째 PDM값을 산출할 수 있으며, 유사한 방법으로 32단계의 전력레벨 중 나머지 전력레벨에 대한 PDM값을 산출해 낼 수 있으며, 각 전력레벨 및 그에 따라 검출 또는 산출된 PDM값을 토대로 상기 자동이득 제어기의 이득조정을 위한 테이블을 생성할 수 있다.

이때, 상기 테이블은 상기 MSM에 내장되어 있는 플래시 메모리의 비휘발성 영역에 저장되며, 상기 MSM은 각 송신전력에 따른 PDM값을 상기 테이블로부터 검색하여 그에 해당하는 PDM신호를 상기 자동이득 제어기로 전송하게 된다.(S14)

상기와 같은 본 발명의 이득제어 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법이 도시된 순서도이다.

우선, 도 3을 참조하여 살펴본 바와 같이, 자동이득 제어기의 전체 이득전력을 여러단계의 레벨로 분류하고, 송신 신호가 안테나를 통해 각 전력레벨로 송출될 때 상기 자동이득 제어기로 인가되는 PDM값을 각각 검출 또는 산출하여 각 전력레벨 및 그에 해당하는 PDM값에 대한 룩업(look-up) 테이블을 생성한다.(S10)

출력 결정된 송신신호의 출력 전력값과 현재 출력되고 있는 출력 전력값을 비교하여 그 값이 서로 상이한 경우 출력 결정된 신호의 출력전력값에 해당하는 PDM값을 상기 룩업테이블에서 검색한다.(S20, S30)

검색된 PDM값을 토대로 PDM신호를 생성하고, 생성된 PDM신호를 직류전압으로 변환하여 상기 자동이득 제어기로 인가하게 된다.(S40)

상기 자동이득 제어기는 수신된 직류전압에 따라 그 이득이 조정되어 수신된 IF신호를 조정된 이득에 따라 증폭하여 상기 업-믹서로 전달하게 된다.(S50)

이상과 같이 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 이득조정방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 일부 전력레벨에 대한 PDM값을 검출하고 그 외 전력레별에 대한 PDM값은 내삽법을 통해 산출함으로써 자동이득 제어기에 대한 룩업(look-up) 테이블을 신속하게 생성할 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이득조정방법은 선형 이득특성을 갖기 위한 룩업 테이블을 생성하는 과정에 있어서 일부 데이터에 대해서만 동작수행을 통해 검출하고, 그 외의 데이터에 대해서는 특정의 알고리즘을 사용하여 산출함으로써 상기 테이블을 생성하기 위한 수행시간이 크게 단축되는 효과가 있다.

또한, 그에 따라 보다 신속하게 선형특성을 얻을 수 있으므로 단말기의 수신 감도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 전력소모를 감소시킬 수 있어 사용자의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 자동이득 제어기의 전체 이득전력을 여러단계의 레벨로 분류하고, 송신 신호가 안테나를 통해 각 전력레벨로 송출될 때 상기 자동이득 제어기로 인가되는 PDM값을 각각 검출 또는 산출하여 각 전력레벨 및 그에 해당하는 PDM값에 대한 룩업(look-up) 테이블을 생성하는 제 1단계와;

   출력 결정된 송신신호의 출력 전력값과 현재 출력되고 있는 출력 전력값이 상이한 경우 출력 결정된 값에 해당하는 PDM값을 상기 룩업 테이블에서 검색하는 제 2단계와;

   검색된 PDM값에 따른 PDM신호를 변환하여 자동이득 제어기로 전달하는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1단계는 상기 다수 전력레벨 중 일부 레벨에 대응하는 PDM값을 검출하는 제 1과정과;

   검출된 PDM값을 이용하여 나머지 전력레벨에 해당하는 PDM값을 산출하는 제 2과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2과정은 내삽법(interpolation algorithm)을 이용하여 PDM값을 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1과정은 전체 이득전력을 32개의 전력레벨로 분류하고 그 중 1, 7, 13, 19, 25, 31, 32번째 전력레벨에 대응하는 PDM값을 검출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 룩업(look-up) 테이블은 플래시 메모리의 비휘발성 영역에 저장되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이득조정방법.

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